[发明专利]一种硅锗低温外延方法

说明书

本发明公开了一种硅锗低温外延方法，步骤1：将硅片进行RCA清洗，接着进行去除氧化层处理，处理后使用去离子水清洗，并通过氮气吹干得到衬垫；步骤2：将步骤1的衬垫迅速装入室腔，室腔抽至真空度为10^‑5托的外延生长系统，对衬底进行加热至250℃~450℃；步骤3：将氢气和GeH₄进行高温热丝催化，然后掺加入B₂H₆一同通入到室腔内进行p‑Ge的外延生长，本发明掺入B₂H₆加工得到p‑Ge外延层，期间耗时相对较短，提高生产制造效率。

技术领域

本发明涉及一种半导体制造方法，特别涉及一种硅锗低温外延方法。

背景技术

外延工艺是指在衬底上生长一层与衬底具有相同晶格排列的材料，外延层可以是同质外延层，也可以是异质外延层。锗硅(SiGe)外延是硅引入锗并通过共价键结合形成的半导体化合物，将Ge引入Si有许多很重要的意义，其中最重要的是因为Ge相比Si有较大的晶格常数，在SiGe晶体的压缩应变产生额外的带隙收缩，Ge的引入会引起能够偏移，这有利于双极型晶体管设计中的使用。

公开号为CN101724896A的发明专利申请公开了一种非选择性生长锗硅外延的方法，包括以下步骤：a、提供表面具有单晶硅区和隔离结构区的晶圆；b、提供具有反应腔的外延生长机台，该反应腔内设置有晶圆承载盘；c、将该晶圆设置在该晶圆承载盘上；d、开启外延生长机台且将反应腔的温度和压强分别调控至烘烤温度和烘烤压强；e、向反应腔通入烘烤气体以进行预设时段的烘烤；f、向反应腔中通入气态硅源，且通过化学气相沉积工艺在晶圆表面生成预设厚度的籽硅层；g、向反应腔同时通入气态硅源和气态锗源，且通过化学气相沉积工艺分别在单晶硅区和隔离结构区生成单晶锗硅层和多晶锗硅层；h、向反应腔中通入气态硅源且通过化学气相沉积工艺在晶圆表面生成覆盖层。

但是上述硅锗外延方法，在衬底需要依次通入气态硅源进行化学气相沉积、通入气态硅源和气态锗源进行化学气相沉积、通入气态硅源再次进行化学气相沉积，最后加工得到硅锗外延层，期间耗时相对长，生产制造效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅锗低温外延方法，加工得到p-Ge外延层，期间耗时相对较短，提高生产制造效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种硅锗低温外延方法，步骤1：将硅片进行RCA清洗，接着进行去除氧化层处理，处理后使用去离子水清洗，并通过氮气吹干得到衬垫；步骤2：将步骤1的衬垫迅速装入室腔，室腔抽至真空度为10^-5托的外延生长系统，对衬底进行加热至250℃～450℃；步骤3：将氢气和GeH₄进行高温热丝催化，然后掺加入B₂H₆一同通入到室腔内进行p-Ge的外延生长。

通过上述技术方案，氢气和GeH₄经过高温热丝处理期间发生气相反应，由于反应基团在热丝表面进行解吸附后具有较高的能量，氢气与GeH₄通入室腔内遇到较低温度的衬垫表面上时，能够反应沉积得到Ge外延层，在衬底温度为250℃～450℃条件下，而在掺入B₂H₆环境下，能够在衬垫表面快速外延生长形成p-Ge外延层，p-Ge外延层是由于B掺在Ge外延层使得Ge-Ge键长发生变化所致，p-Ge外延层与在衬垫上外延生产普通Ge外延层或者Si外延层性能相似，不过外延的时间明显有所下降，继而提高生产效率。

本发明进一步的：所述除氧化层处理包括将硅片放置于室腔内，向室腔内通入气体GeH₄和氢气5min后停止并静置10min。